Рассмотрены тенденции и направления развития технологии рециклинга автомобилей, актуальные проблемы организации системы авторециклинга.
Ключевые слова: рециклинг, технология, автомобильный транспорт
Проводимые реформы в России после распада СССР привели к выводу из эксплуатации значительной части устаревших, экономически неэффективных производств и оборудования, которым не нашлось должного места в новой системе рыночных отношений хозяйственных субъектов. Металлоконструкции этих предприятий и оборудование в конечном итоге были сданы в лом на утилизацию.
Общее падение производства в стране, включая продукцию черной металлургии, позволило активизировать внешнюю торговлю российским ломом и в ряде лет выйти на ведущие позиции на мировом рынке [1]. А ломоперерабатывающая подотрасль уверенно вошла в число экспортноориентированных. Так в 2004 году Россия заняла 1-ое место в мире по объему экспорта лома черных металлов 13,1 млн. тонн, из которых 10,8 млн. тонн было отгружено иностранным покупателям через морские порты [2].
Одновременно с падением производства в кризисные перестроечные 1990–1995 годы произошло значительное сокращение ввода в строй новых предприятий, новых инфраструктурных проектов и оборудования. По статистике средний жизненный цикл значительной части оборудования составляет 20–25 лет. Соответственно в настоящее время в лом начитает поступать уже металл первых лет российского периода, когда годовое приращение металлофонда было минимальным [3]. С сокращением ресурсной базы ломозаготовки в последние годы падает экспорт лома, общий объем которого по итогам 2013 года сократился до 3,75 млн. т, против 4,4 млн. т в 2012 году (-14 %) [4]. Наряду с этим отмечается снижение качества российского лома, значительные объемы тяжеловесного лома уже собраны и в партиях смесевого лома растет доля легковеса (лома металла малой толщины с низкой плотностью) [5].
В то же время характерной тенденцией постсоветского периода является более глубокая интеграция российской экономики в систему мирового хозяйствования, экспортная ориентированность ряда ведущих отраслей и существенный рост объемов экспорта. Так объем экспорта различных товаров РФ через морские порты России в 2013 году достиг 461,8 млн. т по сравнению с 294 млн. т. в 1994 году и 102 млн. т в 1992 году [6].
Это привело к развитию транспортной инфраструктуры и, особенно, численности автотранспорта, темпы обновления и прироста которого многократно превышали средние показатели по промышленности. Автопарк РФ один из самых динамично развивающих в мире. Только за последние 7 лет количество автомобилей в России увеличилось более, чем на 30 % и к 1 января 2013 года по данным ГИБДД составил 50,5 млн. штук. Значительную часть автопарка составляют легковые машины; на них приходится 76,7 % от общего количества, или 38,7 млн. единиц [7].
Ежегодный прирост автотранспорта в России составляет в среднем 5,5 %, причем основной прирост обеспечивается именно благодаря легковым автомобилям. В 2012 году в России был зарегистрирован рекордный абсолютный прирост 2,76 млн. новых легковых автомобилей, этот показатель увеличился на 10,2 % по сравнению с предыдущим годом.
Рис. 1. Рост численности легковых и грузовых автомашин в России за последние 7 лет
На фоне отмеченной ранее тенденции сокращения ресурсной базы промышленного амортизационного лома, возрастает роль утилизации средств транспорта (автотранспорта, судов, железнодорожного подвижного состава, внедорожных транспортных средств- строительной техники, сельскохозяйственных машин, коммунальной техники) [8, 9]. Доля транспортного лома в общих объемах ломозаготовки в среднем достигает в России 20–22 % годового сбора. В то же время, металлургии требуется качественный чистый лом с высокой плотностью. При утилизации средств транспорта такой лом может быть получен только при внедрении в подотрасли новых передовых технологий. В первую очередь отмеченное касается авторециклинга. Ведь в конструкции автомобилей используется много тонколистовой стали и неметаллических деталей, покрытий и прочее [10, 11].
Учитывая, что около 7 % парка автомобилей России ежегодно перестают эксплуатироваться, а объем брошенных разукомплектованных автомашин и других отходов транспортного комплекса ежегодно возрастает на 8–10 % государство в своей транспортной стратегии на период до 2030 г. особое место отводит решению экологических проблем автомобильного транспорта [7].
Исходя из поставленных задач необходимо создание, развитие и переоснащение предприятий ломопереработки, создания мощной структурированной системы авторециклинга страны [12, 13]. Вышедшие из эксплуатации машины содержат большой список вредных для окружающей среды и здоровья человека веществ: остатки горючего и масел, свинец, никель, ртуть, серную кислоту, этиленгликоль, фреоны, резину, пластик и т. д. Отсутствие надлежащей системы сбора и переработки отходов автотранспортного комплекса кроме негативного воздействия на окружающую среду, приносит ещё и убытки экономике.
В больших или меньших масштабах проблема вторичной переработки автомашин касается всех регионов страны, но наиболее остро её ощутил на себе московский регион. Правительство Московской области 25.02.2014г. приняло подпрограмму «Развитие системы комплексной утилизации вышедших из эксплуатации транспортных средств» государственной программы «Экология и окружающая среда Подмосковья» [14]. Программа разработана на период до 2018 года и также предполагает вовлечение в хозяйственный оборот вторичных материальных ресурсов из отходов транспортного комплекса, создания региональных производственных кластеров в системе комплексной утилизации автомобилей и их компонентов. Программа создаст систему комплексного мониторинга подлежащего утилизации транспорта и систему управления комплексной утилизацией. Специалисты считают, что программа будет стимулировать разработку и внедрение современных технологий переработки б/у авто, развитие производств по переработке отходов транспортного комплекса и улучшит экологическую ситуацию в регионе, так как в общем объеме промышленных отходов более 20 % приходится на транспортный комплекс. Общее количество ежегодно выводимых из эксплуатации и подлежащих утилизации только автомобилей в Москве составляет 240–260 тысяч единиц, а в Подмосковье — более 100 тысяч единиц [14]. Часть отходов вообще не собирают и не перерабатывают, такие как автомобильные стекла, отходы пластмасс, отработанные антифризы, тормозная жидкость, а уровень сбора изношенных шин низок. Для снижения токсичности отходов все больше внимания при разборке авто уделяют извлечению опасных химических материалов- тяжелых металлов, хлорсодержащих полимеров и др.
По оценкам экспертов на свалки РФ отправляют более 10 млн т /год вторичных материалов от автомобилей. В западном мире за последние годы ситуация сильно изменилась. Появились новые законы, которые целиком изменили не только конструкции машин, но и создали новое направление — переработка отслуживших свой срок транспортных средств. Этому способствует совершенствующаяся система информационной поддержки в виде информационного инструмента — создания единой компьютерной базы данных и паспорта отхода.
Очевидно, что без развития законодательной базы, регулирующей создание в России современной системы авторециклинга не обойтись. Законы о переработке отходов транспортного комплекса приняты более чем в 50 странах мира. Перемены формируют нишу для принципиально новой предпринимательской деятельности, не просто ломопереработки, а квалифицированному частичному демонтажу авто на перерабатывающих предприятиях и повторному применению снятых деталей [14]. Организация сбора и переработки вторичных ресурсов, вышедших из эксплуатации автотранспортных средств включает следующие мероприятия:
- Стандартизированная маркировка деталей автомобиля на стадии их изготовления. Исходя из этих данных, создание центральной единой диспетчерской и информационной электронной базы данных обо всех автотранспортных средствах и их состоянии
- Выявление и учет автотранспортных средств, непригодных к эксплуатации.
- Создание сети пунктов сбора отработанных частей автомобиля- свинцовых аккумуляторов, катализаторов, изношенных автопокрышек и производств по их переработке.
- Создание производства по утилизации отходов автотранспорта — охлаждающих жидкостей (тосол, антифриз), поступающих с площадок и транспортных предприятий.
- Создание складов-магазинов по реализации отработавших узлов и материалов автомобилей, пригодных к использованию на запчасти.
- Проектирование и строительство установки по переработке твердого осадка автомоек.
- Захоронение отходов перерабатывающих предприятий.
Для проведения этих мероприятий должны быть созданы профессиональные предприятия, обеспеченные полным набором профильного оборудования для обеспечения утилизации не менее 50 % обшей массы отходов от автотранспорта, как это происходит на большинстве современных площадок развитых европейских стран. Сейчас этот показатель стремится, например, в Германии, к 85–90 %. В компании BMW существует специальная проектная группа, которая опытным путем проверяет, насколько полно можно утилизировать автомобиль еще до того, как новая модель сойдет с конвейера. Последние модели компании удается использовать повторно почти на 95 %.
Компаниям, которые будут осуществлять деятельность в сфере авторециклинга, придется оформить соответствующую лицензию на осуществление деятельности по обезвреживанию и размещению отходов I–IV классов опасности, образовавшихся в результате утраты автотранспортными средствами своих потребительских свойств. Одним из основных требований является применение специальных технологий к разборке ряда узлов, таких как аккумуляторы, катализаторы, резина (покрышки), в полном объеме отвечающих экологическим требованиям.
Наша страна, учитывая вступление в ВТО, в последнее время предпринимает шаги по гармонизации нормативно-правовых актов с аналогичными, действующими в ЕС. В срочном порядке был адаптирован целый ряд международных стандартов в области экологии, которые были введены в действие как государственные стандарты России. Систему, необходимую для цивилизованной и дающей прибыль переработки нужно создавать с нуля. Переработка автомобилей существовала давно, но была довольно примитивной. С автомобиля снимались колеса и еще несколько частей, после этого она отправлялась под пресс [12].
Для открытия современного цеха по утилизации вышедших из употребления автомобилей, необходимо предусмотреть следующие операции:
слив всех технических жидкостей, откачать из автомобиля топливо, моторное и трансмиссионное масло, жидкость из тормозной и охлаждающей систем;
откачать масло компрессора системы охлаждения;
снять для переработки аккумулятор;
вырезать электрические кабели и затем отделить металл от пластика;
снять или вырезать стекла, эмблемы;
срезать катализатор и другие части, представляющих коммерческую ценность;
отделить покрышки от дисков;
очистить извлеченное из автомобиля топливо для его последующего использования;
снять пластмассовые части (бамперы, приборные панели, элементы отделки и т. п.);
снять все не металлические части;
подготовка черного и цветного лома. Также возможно прессование корпуса автомобиля.
Для организации авторециклинга обязательно нужно иметь оборудованную бетонным или асфальтовым покрытием площадку с ограждением и освещением, охраной, необходимой инфраструктурой, соответствующей техникой и персоналом. Конструкции современных автомобилей существенно отличаются от транспортных средств предыдущих поколений. Несмотря на существенно более высокую техническую сложность, их гораздо проще разобрать и отделить различные материалы друг от друга. Но чтобы сделать этот бизнес прибыльным, необходимы не только знания, но и грамотный выбор оборудования позволяющего проходит следующие этапы в процессе разборки транспортных средств:
1. По требованиям программы утилизации автомобилей в зарубежных компаниях вначале для наиболее безопасной и качественной переработки частей автомобиля производят «осушение» автотранспорта. Из автомобиля сливаются все жидкости (остатки бензина, масло, тормозная жидкость, стеклоочиститель и т. п.). Жидкости сливаются в отдельные емкости и идут в переработку. Устройство для удаления охлаждающей жидкости состоит из маслонаполненного прибора для откачивания жидкости, шлангов для откачивания и для отведения жидкости от прибора в резервуар. Система очистки топлива служит для очистки топлива от загрязнений, а также масляных или водяных примесей и превращения его в ценный промышленный продукт. После фильтрации вода и очищенное топливо поступают в отдельные контейнеры для хранения. В среднем, система очистки топлива окупается примерно после 800 автомобилей, прошедших процесс отбора жидкостей [16].
2. Необходимо снять аккумулятор. Утилизация аккумуляторов — относительно обособленный процесс заготовки и переработки вторичного металлосырья [17,18]. Это определяется, с одной стороны, экологической опасностью свинца и его соединений для здоровья человека и окружающей среды — по ГОСТу 17.4.1.02–83 свинец отнесен к классу высокотоксичных веществ. С другой- масштабами применения свинцово-кислотных аккумуляторов. На их изготовление в мире расходуется более 70 % производимого свинца [19].
3. Демонтаж узлов и механизмов: отвинчиваются колеса, вынимается мотор, стекла, снимаются все пластиковый части, сиденья и т. п. При такой разборке составляющие идут на продажу или в переработку. Глубина демонтажа зависит от возможностей переработчика. Если предприятие не занимается заготовкой б/у запчастей, то на современных системах сепарации возможно измельчать автомобиль вместе со всеми съемными деталями, и уже потом отделять материалы друг от друга. В Западной Европе принято совмещать разборку авто и продажу пригодных снятых деталей со склада [16].
4. На устройстве для разбора колес удобно, быстро и легко возможно разобрать автомобильные колеса, упростить процесс отделения покрышек от дисков при максимальной механизации. Для отделения колёсных шин от металлического диска применяется гидравлический пуансон, который выдавливает диск из покрышки за несколько секунд. Производительность прессов — от 80 до 140 дисков в час при малых сроках окупаемости.
5. Происходит аккуратный срез автокатализаторов. При нормальных условиях эксплуатации примерно через каждые 100 тыс. км пробега автомобиля катализаторы нуждаются в замене, так как при их работе происходит химическое отравление элементами, присутствующими в виде примеси в топливе, прежде всего, соединениями серы [20]. По последним данным в мире подвергаются замене ежегодно до 40 млн. штук катализаторов выхлопных газов и их поток нарастает по мере замены автопарка в геометрической прогрессии [21]. По статистическим данным в катализаторе легкового автомобиля находится 1–5 г металлов платиновой группы (МПГ), а масса каталитического блока, извлеченного из внешнего корпуса, колеблется от 1 до 3 кг [22].
Развертывание индустрии переработки автокатализаторов способно уже в ближайшие годы возвратить в оборот до 5 тонн вторичных металлов платиновой группы в год, что дает в денежном выражении составляет 250 млн. долл./год.
6. Прибор для резки ветрового стекла позволяет за секунды демонтировать ветровое стекло с любого автомобиля, обрабатывая при этом разрезанные края стекла так, что вероятность порезаться от самого стекла или от его осколков практически равна нулю. Кроме того, устройство оснащено мощным отсасывающим устройством, которое отлично всасывает пыль и осколки от стекла и собирает их в специальный контейнер.
Как правило, все подготовленные таким образом материалы дальше передаются на специализированные предприятия или поступают в комиссионную продажу.
7. Кузов автомобиля прессуется, измельчается в шредерах, на прессах, пресс-ножницах. Пресс-ножницы экономически выгодно перерабатывают различные виды лома. Они режут и тяжёлый, и лёгкий лом, а также измельчают кузова автомобилей. Наиболее качественный лом получается на шредерах [23]. Стоимость получаемого шрота, в 7 раз выше стоимости исходного сырья. Сталеплавильщики предпочитают покупать шрот [24, 25].
8. Происходит сортировка и извлечение цветных металлов. Устройство для измельчения и разделения кабелей авто служит для отделения цветных металлов, меди или алюминия, от пластика электрических кабелей. На рынке представлен достаточно большой ряд небольших шредеров измельчающих материал, отделяющих медь или алюминий от пластиковой оплетки и сортируют полученное сырье.
Сепарация заключается в отделении железных включений с помощью подвесных магнитов или магнитных барабанов с последующим разделением цветных металлов. Возможна дальнейшая сепарация включений нержавеющей стали и разделения фракций цветных металлов друг от друга с помощью сенсорных сепараторов на основе индукции и рентгеновских излучений. Сухое обогащение тяжелой фракции и обратное извлечение чистых, пригодных к продаже цветных металлов осуществляется после просеивания и магнитной сепарации на сепараторе цветных металлов. Пригодные к продаже цветные металлы подвергают прессованию в брикеты для экономичной транспортировки и возврата в плавильное производство при максимально низком уровне угара [25].
Выбор брикетировочного или пакетировочного пресса зависит от сыпучести материала.
9. Получившийся лом цветных и черных металлов идет в переплавку.
В целом реализация Программы авторециклинга сможет существенно улучшить экологию, навести порядок и очистить территории в регионах от вышедшего из эксплуатации автотранспорта и его компонентов, ввести в оборот значительные вторичные ресурсы.
Литература:
1. Кириченко С. А., Кириченко А. С. Экспорт лома и макроэкономические тенденции // Вторичные металлы. 2008. № 1. С.44–50.
2. Кириченко С. А., Кириченко И. С. Морской экспорт лома // Вторичные металлы. 2012. № 4. С.35.-37.
3. Чижиков А. Г., Черноусов П. И., Чижикова И. И. Сырьевая безопасность предприятий черной металлургии РФ // Вторичные металлы. 2010. № 5. С. 32.
4. Сипаро К. А., Ермолов В. М., Кириченко И. С. Экспорт лома черных металлов. Перевалка лома через российские порты // Вторичные металлы. 2014. № 3. С. 36–39.
5. Чижиков А. Г., Семин А. Е., Черноусов П. И. Среднесрочный прогноз ситуации на рынке черных металлов // Вторичные металлы. 2011. № 6. С.29–30.
6. Сипаро К. А. Влияние логистики и международных транспортных коридоров на развитие российских и транзитных грузопотоков в направлении морских портов // Интегрированная логистика. 2014. № 1. С. 35–39.
7. Гагарский Э. А., Кириченко С. А., Кириченко А. С. Снижение выбросов двигателей внутреннего сгорания транспорта и повышение требований к катализаторам выхлопных газов и их рециклингу // Транспорт: наука, техника, управление. 2013. № 7. С. 22–25.
8. Чижиков А. Г., Семин А. Е. Влияние автолома на металлофонд и его переработка // Вторичные металлы. 2010. № 2. С. 39–43.
9. Кириченко С. А., Кириченко И. С. Утилизация локомотивов. Проблемы и зарубежный опыт // Вторичные металлы. 2012. № 6. С. 44–49.
10. Юсфин Ю. С., Черноусов П. И. Утилизация вторичных материальных ресурсов // Металлург. 1998. № 2. С. 30.
11. Чижиков А. Г., Семин А. Е., Чижикова И. И. Автомобильный лом в структуре металлофонда Pоссии и технические решения по его утилизации // Электрометаллургия. 2010. № 4. С. 31–36.
12. Кириченко В. Н. Утилизация автомобильного лома // Рынок вторичных металлов. 2002. № 1. С.28–29.
13. Серегин А.Н., Кириченко А. С. Авторециклинг в московском регионе // Вторичные металлы. 2013. № 5. С. 41–44.
14. Супрун В. Н. Авторециклингу нужен закон// Вторичные металлы. 2009. № 6. С. 28–34.
15. Кириченко В. Н. Спецтехника для перевозки лома// Рынок вторичных металлов. 2007. № 1. С. 68–68.
16. Кириченко А. С. Новое в авторециклинге // Вторичные металлы. 2013. № 4. С. 42–47.
17. Кириченко А. С. Стимулирование сбора и переработки аккумуляторного лома // Вторичные металлы. 2010. № 3 (16). С. 38–41.
18. Серегин А. Н., Ермолов В. М., Степанян А. С., Арсентьев В. А. Технологии и оборудование для утилизации металлосодержащих отходов // Вторичные металлы. 2009. № 5. С. 48–51.
19. Кириченко А. С. Переработка аккумуляторов. Зарубежный и отечественный опыт // Вторичные металлы. 2010. № 6 (16). С. 56–58.
20. Серегин А. Н., Ермолов В. М., Степанян А. С., Арсентьев В. А. Технологии и оборудование для утилизации металлосодержащих отходов // Вторичные металлы. 2009. № 5. С. 48–51.
21. Кириченко А. С. Переработка автомобильных катализаторов // Рециклинг, переработка отходов и чистые технологии: докл. 9 Междун. конф. (Москва, 30 окт. 2013 г.). — М., 2013. — С.137–140. ISBN 978–5-901129–64–7.
22. Кириченко А. С. Технология переработки катализаторов, содержащих платиновые металлы // Перспективы развития металлургических технологий: тезисы докл. IV Конференции молодых специалистов (Москва, 5–6 дек. 2012 г.). — М.: ФГУП ЦНИИчермет им. И. П. Бардина, 2012. — С.26–27.
23. Кириченко В. Н. Ломоперерабатывающие предприятия Европы // Рынок вторичных металлов. 2003. № 6. С.38–40.
24. Кириченко С. А. Морской фрахт и мировые цены на лом // Рынок вторичных металлов. 2004. № 6. С.24–27.
25. Супрун В. Н., Семин А. Е. Плавление лома и предъявляемые к нему требования // Рынок вторичных металлов. 2007. № 2. С.24–26.
